[发明专利]一种基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置及其方法

权利要求书

1.一种基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置的检测方法，其特征在于，所述基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置包括：自驱动折纸-摩擦纳米发电抗滑检测结构(1)、电刷滑环结构(2)、旋转电机及稳定架(3)、试验测试板(4)、信号采集装置(5)和信号处理软件(6)；

所述自驱动折纸-摩擦纳米发电抗滑检测结构(1)被固定于轮胎表面，通过轮胎与试验测试板(4)接触摩擦来感知抗滑性；

稳定架上的电机驱动自驱动折纸-摩擦纳米发电抗滑检测结构(1)跟随轮胎一起旋转；

电刷滑环结构(2)与试验测试板(4)分别与信号采集装置(5)连接；

信号采集装置(5)将数据提供给PC中的信号处理软件(6)进行处理、分析、显示；

所述检测方法包括以下步骤：

第一步：集成于轮胎的折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测结构的制备及电信号输出表征，现场要求试验测试板的成型安装；

第二步：通过室内试验，利用摆式仪测定并计算不同路面结构的摩擦系数；

第三步：旋转电机不同速度测试的设备调试，路面摩擦系数的测定及抗滑性测试，包括对采集数据的降噪、滤波和平滑，并进一步提取电信号峰值；

第四步：自驱动传感电学信号-路面抗滑性关联性分析：输出短路电流峰值与摩擦系数呈线性关系，令I代表折纸-摩擦纳米发电自驱动抗滑检测结构输出电流峰值，μ代表测试路面的摩擦系数，利用如下计算方法：

2.根据权利要求1所述的一种基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置的检测方法，其特征在于，所述的自驱动折纸-摩擦纳米发电抗滑检测结构(1)，包括折纸基支撑结构、电极层结构和摩擦层结构；所述的折纸基支撑结构作为电极层结构和摩擦层结构的载体，由内而外依次为折纸基支撑结构、电极层结构和摩擦层结构；

其中，在电极层结构的内部需连接导线用于与电刷滑环结构(2)外接电路一起构成回路。

3.根据权利要求2所述的一种基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置的检测方法，其特征在于，所述的折纸基支撑结构采用吉村模式构型，呈现为等腰梯形或菱形，具有高折痕稳定性、易折叠展开以及折痕图中的谷线轴向垂直的特征。

4.根据权利要求1所述的一种基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置的检测方法，其特征在于，所述的电刷滑环结构(2)，采用密封、中空型。

5.根据权利要求1所述的一种基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置的检测方法，其特征在于，所述的旋转电机及稳定架(3)：采用稳定的三角结构，主要用于支撑旋转电机主体；所述的旋转电机为可变速型的旋转电机，不同频率的旋转速度用于模拟不同车速下轮胎的转动。

6.根据权利要求1所述的一种基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置的检测方法，其特征在于，所述的试验测试板(4)采用道路工程实验中的常规尺寸300×300×50mm，根据实际情况成型沥青混合料AC、沥青马蹄脂SMA和排水式沥青磨层OGFC板或切割水泥混凝土板。

7.根据权利要求1所述的一种基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置的检测方法，其特征在于，所述的信号采集装置(5)采用Keithley 6517B静电计，利用信号处理软件(6)对电学信号进行降噪、滤波和平滑处理。

8.根据权利要求1所述的一种基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置的检测方法，其特征在于，所述基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置，用于感知不同粗糙程度、润湿情况、温度和不同车速由于自身结构变化或外界环境引起的路面抗滑性的改变时的检测。

9.根据权利要求1所述的一种基于折纸-摩擦纳米发电技术的路面自驱动抗滑性检测装置的检测方法，其特征在于，利用摩擦系数实时检测、转换和感知的方法，适用于道路结构的抗滑性感知。